植物生理学实验技术课教学模式创新

邢永秀　周岐伟　叶燕萍

摘 要：设计性实验对发挥学生的主观能动性，提高学生综合分析和解决问题的能力有重要作用。该文结合笔者的教学经验，针对实验教学中存在的问题，探讨在独立设课的植物生理学实验技术教学中进行设计性实验的教学模式改革，同时对在开展实验教学过程中存在的问题提出了自己的建议和设想，以期为实验课的教学改革提供一定的借鉴。

关键词：独立设课 植物生理学 设计性实验 教学创新

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（a）-0214-02

Abstract：It was known that design experiments were important to exert students'subjective initiative，to improve students'comprehensive analysis and solving problem ability.In this paper，the author combined with her own teaching experience，aimed at the problems existing in the experimental course teaching， explored the teaching mode reform in plant physiology experiment technology course，which was a independent set course.As well as some suggestions and ideas were put forward about the problems in the process of experiment teaching.These ideas could provide certain reference of experiment teaching reform.

Key Words：Independent Course；Plant physiology；Designing Experiments；Teaching Innovation

植物生理学是研究植物生命活动规律及其与环境互作关系的一门学科[1]，它与生产实践联系密切，是许多院校必设的专业基础课。植物生理学实验在好多学校都是附属于理论课开设，每个小实验教学时间为3学时。教师为了在规定时间内完成教学任务，大多采用讲授与演示相结合的方法，将实验目的、原理、实验方法和注意事项讲清楚后，学生按照操作步骤完成实验[2]。这样的教学过程，学生没有独立思考的机会，处于盲目被动地位。同时学生在完成实验的过程中，完全按照实验指导书的步骤操作，很少去想为什么这样做，不利于培养学生的观察、分析、判断问题的综合能力。而现代课程教学强调要以学生为主体，发挥学生的主动积极性，促进学生主体性的发展。因此，实验教学也应采用多元化的教学方法。设计性实验的开设符合教育部提倡的“加强实验教学等实践环节，不断地改革实验教学内容，改进实验教学方法，以提高大学生的实践能力、创新能力和独立研究的能力”的要求[3]，开设设计性实验，对提高学生的综合能力具有非常重要的意义。下面以广西大学农学院的独立设课《植物生理学实验技术》为例，探讨在设计性实验开展过程中存在的问题及解决方法，为实验课的教学改革提供一定的借鉴。

《植物生理学实验技术》是该院独立设课课程，主要供农学和园艺专业同学选修。该课程不同附属于《植物生理学》课程设置的生理学实验，其实验的性质介于仪器分析和生理实验之间，每个实验都涉及一个仪器的使用，在完成实验的同时也要求同学了解仪器的简单工作原理及操作。在某种程度上讲，它可看作是一门仪器分析和生理学实验相结合的实验课。该课程的教学安排每节课5学时，为开设综合设计性实验提供了保障。近年来，为了进一步强化学生实验技能、提高其综合能力，同时积极尝试增加设计性实验，探索设计性实验的可操作性方法和思路。

设计性实验是指给定实验要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并完成实验[4]。设计性实验教师要结合实验条件和学生当前的知识背景给出一个明确的要求，要求学生在此基础上，通过查阅相关资料制订出实验方案，然后独立完成自己的实验，实验结束后处理结果并按科技论文的格式撰写实验论文。进行设计性实验主要分这么几步进行：首先是布置任务。选修这门课的同学都已学习了植物生理学理论课程，并完成了植物生理学实验课的学习，有了一定的生理学基础。因此，在该课程的第一大节，就告诉大家设计实验的目的和要求，介绍设计性实验项目、实验室的条件，引导学生查阅资料，结合该课程开设的实验对自己的启示及学过的知识，进行实验方案设计的准备工作。其次，进行实验设计与方案的筛选。在不局限学生思维方式的前提下，指导学生书写设计性实验方案，方案内容包括实验材料及处理、测定方法、欲解决的问题等。在这一过程中提倡学生之间及学生与老师交流，以提高自己设计的质量。学生在限定的时间内提交自己的实验设计报告后，老师批阅并与学生探讨其的可行性及存在的问题，然后学生再修改，提出自己的实验方案，经老师同意后独立完成自己的“课题”。在这一过程中，药品和试验材料的准备都是学生自己完成，但在试验过程中，教师一定要仔细观察学生的操作过程，尤其是涉及到大型仪器的使用，一旦发现问题及时纠正。通过开展设计性实验，增加了学生参与实验的学习兴趣，同时也锻炼了他们分析问题和解决问题的能力。

在开展这类实验的过程中，我们也发现了一些值得注意的问题。

第一，学生态度不端正。在筛选方案初稿的过程中，部分学生为了完成任务，从期刊中抄写实验设计，更有甚者从以前学过的实验指导书中照搬一个实验上交。如，有的同学交来“植物组织中自由式和束缚水含量的测定”这是植物生理学本科实验中开设的一个经典实验。再如，试验的结果要求以科研论文格式上交，但大部分同学都没有做到这一点。因此，学生的态度问题直接影响实验的实施，教师要想办法引导学生产生兴趣，以端正学习态度。

第二，开设设计性实验需要一定的条件保证。如，时间、实验室设施、一定的资金支持（购买实验耗材、材料、器皿及用具）及开课实验室现有仪器设备等等。如，上课时学习了LI-6400光合作用测定系统的使用，有的同学就受到了启发，想探讨一下温度和光照对她们自己宿舍养的花影响如何，设计了相关的试验，并且很成功。还有的同学结合学习的分光光度技术相关的实验，自己设计出了水分胁迫对不同甘蓝品种过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶等的影响，并与生理课上学过的抗逆生理知识联系在一起，探讨水分胁迫对甘蓝的影响。还有的同学结合课堂上学过的火焰光度技术的实验，设计了比较不同来源的污水中重金属含量的差异小课题，这些都体现了学生学以致用的能力。同学们在采纳老师建议的基础上，在独立完成设计实验的过程中，其动手能力和综合分析能力得到了提高。

第三，实验室无法提供学生需要的实验条件，可能是制约开设设计性实验的主要障碍。同学们对开设设计性实验热情较高，但实验室所提供的条件满足不了他们的试验设想，影响了他们进行设计的热情。如，有一个同学在查阅了相关文献的基础上，设计了不同光质对芒果树光合特性的影响试验，但由于实验室无法提供不同的光质条件，这个设计也只能停留在书面水平，教师只能在口头上评价其设计独特。因此，实验室条件对开设一些综合设计性试验有重大的影响。

第四，开设设计性实验对老师素质和能力也有一定要求。大二的学生科研素质还很薄弱，主动思考和分析问题的能力还不强，研究报告书写也未受过训练，这就要求开设设计性实验的老师要付出较多的精力和时间来修改他们的实验设计和报告，要有耐心指导学生完成试验。同时，老师要具备较高的学术和科研能力，力争在每一个环节都能给予学生指正和引导。

总之，开设设计性实验的尝试是有益的，它为本科学生创造了一个实施个人设计思路、实验方案的机会和体会自己独立完成一个实践操作的机会，提高了学生学习的主动性和积极性。在完成设计性实验的过程中，学生能自行完善实验设计，独立实施测定过程，这其中包括材料的选择是否得当，试剂的配制、器皿和用具的准备和仪器的调试等过程。选修该课程的同学非常认可这种尝试，认为这种教学模式对于锻炼和培养学生独立思考问题的能力、实验设计的能力和动手操作的能力，对激发学生的创新意识有积极作用。同时，也会为他们以后进行毕业课题和科学研究奠定一定的基础。因此，设计性实验在培养学生科研素质方面的作用也是显而易见的。

设计性实验的开设符合教育部提倡的“加强实验教学等实践环节，不断地改革实验教学内容，改进实验教学方法，以提高大学生的实践能力、创新能力和独立研究的能力”的要求。设计性实验可体现学生的主动性，使学生在实验过程中不断地提高自身的思维分析能力、应变能力以及创新能力。在教学过程中，教师要努力为学生创设各种机会和条件，在完成教学任务的同时，努力挖掘学生自身的创新潜能，培养学生的创新意识和创新精神，尽一切可能创造条件让学生体现他们的主动积极性。如果学校的本科教学硬件条件有限，是否可以尝试与一些实验设备较好的学科相结合开展设计性实验，值得大家共同探讨。

参考文献

[1] 王忠.植物生理学[M].2版.北京：中国农业出版社，2014.

[2] 徐新娟.刍议植物生理学实验教学中创新能力的培养[J].科技信息，2014，2（25）：47-48.

[3] 教育部关于印发《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》和周济部长在第二次全国普通高等学校本科教学工作会议上的讲话的通知[R].2005-01-07.

[4] 代容春，何文锦，林荣华，等.植物生理学设计性实验教学的探索[J].实验室科学，2010，13（3）：19-20.